Устройство для очистки воды Советский патент 1981 года по МПК B04C11/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено для очистки оросительной воды от взвешенных тверда1х частиц наносов на серийных дождевальных агрегатах, работающих в движении или позицирнно при заборе воды из открытого канала Известно поплавковое водоз.аборное устройство, включающее поплавок, пат рубок -всасывающей трубы насоса. и сероулавливающую решетку. Поплавкове устройство снабжено гидроциклоном установленным на входе во всасывающую трубу насоса и имеющим общий с поплавком корпус, а под гидроциклоном размещен грунтосборник с промывыы ми клапан ё1ми 1 . Однако расположение грунтосборник под водой лишает возможности визуаль ного наблюдения за ним, имеют место частые заедания и засорения обратных клапанов, для промывки грунтосборника необходима нежелательная остановка насоса. Кроме того, испытания известт ного устройства показали его чрезмерную затопляемость, что вызвано расположением поплавковой камеры над циклоном. Расположение грунтосборника на дне шара, необходимость ввода воды по его зкватору ограничивают его применение для забора воды при малых глубинах (как, например, для агрегата ДЦА-100М). К тому же при низких горизонтах воды отсутствует подъемный эффект воздушной камеры. - Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является устройство для очистки воды, включающее соединенный со всасывающей линией центробежного насоса гидроциклон с входным,сливным и Песковым патрубками, гидроэлева тор и механизм промыва наносов с пневмогидроаккумулятором, соединенным с гидроэлеватором РЗ Недостаток известного устройства малая надежность в работе при изменяющихся расходах насоса. Цель изобретения - повииение качества очистки воды при изменении расхода насоса. Поставленная цель достигается тем что устройство снабжено обратными клапанами и запорным органом, а механизм npONuea наносов-: приводом, выполненным в виде поршневого насоса, гидравлически соединенного через обратные клапаны с напорной линией центробежного насоса и с пневмогидроаккумулятором, запорный орган установлен на впускном трубопрово де пневмогидроаккумулятора, а выпускной трубопровод пневмогидроаккумулятора, соединен с гидроэлеватором. С целью повышения эффективности эжекции гидроэлеватора, шток поршне,вого насоса выполнен в виде гидроцилиндра со штуцерами для подключе ния к машине и с реверсивнымпереключателем потока жидкости. С целью повышения степени очист-, ки воды, гидроциклон снабжен поплав кой камерой со спиралевидными направляющими, решетчатым основанием, обратньм клапаном и разделительной перегородкой, сливной патрубок гидро циклона имеет .спиралевидные щели, а поплавковая камера установлена концентрично в гидроциклоне, при этом обратный клапан размещен в нижт ней части поплавковой камеры и соединен с гидрозлеватором, а разделительная перегородка установлена горизонтально на сливном патрубке над спиралевидными щелями. На фиг.1 представлено устройство для очистки воды, общий вид на фиг 2 - гидроциклон, общий вид; на фиг. разреза А-А на фиг.2} на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.2. Гидроциклон 1 подсоединен ко вса сывающей линии 2 центробежного насоса 3 дождевального агрегата 4. На порная линия насоса посредством трубопровода 6, имеющего обратные клапаны 7 и 8, соединена с поршневы насосом 9 и пневмогидроаккумуляторо 10. Полости поршневого насоса и пне могидроаккумулятора соединены трубопроводами 11 и 12. Трубопровод 12 имеет обратный клапан 13. Пневмо гидроаккумулятор 10 через свой выпускной трубопровод 14, имегащий запорный орган 15, соединен посредств грубопроводной линии 1б с гидроэлеватором 17 гидроциклона 1. Поршень 18 насоса 9 жестко соеди нен с внешним корпусом гидроцилиндра 19, имеющего жестко закрепленный полый шток 20, полости 21 и 22 кото рого через переключатель 23, перево дящийся рычагом 24, соединены масло проводами 25 и 26 с гидросистемой агрегата 4. Гидроциклон 1 (фиг. 2, 3 и 4) им ет цилиндрический корпус 27, установленный на сороудерживакхцую решет ку 28. Посредине цилиндрической час установлен поплавок 29, имеющий направлякмцие спирали 30. Сливной патрубок 31, имеющий спиралевидные пер форированные щели 32, установлен пр вершине усеченного конуса 33. На сливном патрубке укреплена окружная резиновая пластина 34, разделяющая сеченный конус на грунтосборник 35 приемную камеру 36. При вершине сеченного конуса вокруг сливного пат убка установлен гидроэлеватор 17, меющий запорный клапан. Между сооудерживающей решеткой 28 и осно- и анием поплавка 29 установлен кругоой обратный клапан 37, закрывающий руговую щель 38,имеющую направляюие спирали 30 (фиг.2). Пневмогидроаккумулятор 10 и гидррэлеватор 17 соответственно снабжены кранами 39, 40 и 41 и запорным клапаном 42. Принци.п работы устройства заключается в следующем. В исходном положении, как показа но на фиг.1 - 4, обратные клапаны 7, 8 , 13, 37и запорный 42 закрыты. Запорный орган 15 запирает нижнее входное отверсти.е пневмогидроаккумулятора. Краны 39 и 40 открыты, а кран 41 -закрыт. После запуска двигателя дождевального агрегата производится зарядка водой гидроциклона всасывающей линии центробежного насоса и пневмогидроаккумулятора поршневым насосом 9. Для этого подключается к гидросистеме масляный гидроцилиндр 19. Масло по маслопрово ду 25.через переключатель 23, полый шток 20 попадает в полость 22. Большое давление (порядка 12 МПа) передается на поршень 18 и он двигается вправо вместе с корпусом гидроцилиндра 19, так как полый шток 20 жестко закреплен. Находящийся воздух в правой полости поршневого насоса 9 вытесняется поршнем 18 через трубопровод 11 в пневмогидроаккумулятор 10. При этом запорный орган 15 откры вает входное отверстие и закрывает выпускной трубопровод 14. ПРИ движении поршня 18 вправо открывается обратный клапан 7 и находящийся воздух из гидроциклона 1, всасывающей линии 2, насоса 3 и напорной линии 5 по трубопроводу,6 отсасцвается в левую полость поршневого насоса 9. При движении поршня 18 в крайнее правое положение рычаг 24 переводит рукоятку переключателя 23 вправо. В связи с этим масло поступает по маслопроводу 26 через переключатель 23 B полость 21 гидроцилиндра 19. Давление передается на левое основание подвижного корпуса гидроцилиндра 19 и он двигается.влево вместе с поршнем 18. Масло, находящееся в полости 22, вытесняется обратно через полый шток 20, маслопровод 25 и переключатель 23 в масляный бак ( не показан). Во время движения поршня 18 влево закрывается обратный клапан 7 и открывается клапан 13, находящийся воздух в левой полости поршневого насоса по трубопроводу 12 через обратный клапан 13 поступает в пнев могидроаккумулятор 10. Отходит запо ный орган 15 и воздух, находящийся в пневмогидроаккумуляторе 10, по вы пускному трубопроводу 14 через краны 39 и 40 вытесняется в атмосферу. За это же время открывается обратный ; клапан 8 и воздух из всасывающей ли нии поступает в правую полость порш невого насоса 9. Таким образом, корпус гидроцилиндра 19, жестко связанный с поршнем 18 . поршневого насоса 9, совершает возвратно-поступательное движение.Последовательно в полостях перед порш нем и за поршнем создается вакуум. вода из оросителя за счет атмосферн го давления через круговой обратный клапан 37 заполняет гидроциклон 1, всасывающую линию 2, центробежный насос 3, напорную линию 5 и далее по трубопроводам 6, 11 и 12 поршневой насос 9 и пневмогидроаккумулятор 10. Заполнение системы фиксируется появлением воды через краны 39 и 40 которые перекрываются, при этом в верхней части пнёвмогидроаккумулято ра ос ается воздух, открывается кра 41 и производится пуск основного центробежного насоса 3 дождевального агрегата 4. Устройство далее работает в автоматическом режиме. Поливальная машина работает одновременно -очищая оросительную воду от абразивных частиц. Очистка воды происходит следующим образом. Двухфазная жидкость через сороудерживающую решетку 28, круговую щель 38, прижимая круговой обратный клапан 37 к основанию поплавка 29, входит торциально в гидроциклон 1. Вршцение жидкости придается не за счет тангенциально-касательного входа, как в известных гидроциклонах,а за счет того,что гидроциклон 1 снабжен . поплавковой камерой 29 со спиралевидными направляющими30, концентрично расположенными внутри цилиндрического корпуса 27. В связи с приданием; вращательного движения жидкости возникают центробежные силы, благодаря которым жиД кость разделяется по фазам. Очищенная вода отсасывается насосом 3 через сливной патрубок.31, имеющий перфорированные винтообразные по ходу вращения жидкости щели 32, увеличивающие площадь входа. . Твердые частицы собираются в верх ней конусной части грунтосборника 35. При этом окружная резиновая плас тина 34 образует с конусом усеченного конуса 33 определенную щель для прохождения винтообразно двигающих ся твердых частиц вдоль внутренней стенки конуса. Накопленные наносы периодически отсасываются гидроэлеватором 17. Промывка наносов производится следующим образом. При достижении поршнем 18 левого крайнего положения рычаг 24, двигающийся вместе с корпусом 19 гидроцилиндра, поворачивает рычаг переключателя 23 в левое крайнее положение. Масло поступает по маслопроводу 25 через перекл.ючатель 23 и полый шток 20 в полость 22. Под давлением поршень 18 двигается вправо, выкачивая из правой полости воду. При этом клапан 8 закрыт, запорный орган 15 отходит от входного отверстия и запирает выпускной трубопровод 14. Вода нагнетается в пневмогидроаккумулятор 10. В это время обратный клапан 13 закрыт, а клапан 7 открывается и вода по трубопроводу 6 через обратный клапан 7 заполняет левую полость (от поршня 18) поршневого насоса 9. При достижении поршнем 18 пра вого крайнего положения рычаг 24 поворачивают ручку переключателя 23 вправо и масло по маслопроводу 26 от гидросистемы агрегата 4 через переключатель 2 3 попадает в полость 21. Давление передается на основание подвижного корпуса 19 гидроцилиндра, и он вместе с поршнем 18 двигается влево..Клапан 7 закрывается, клапан 13 открывается. Вода из левой ролости поршневого насоса поступает под большим давлением по трубопроводу 12 через обратный клапан 13 в.пневмогидроаккумулятор 10. Запорный орган 15 в связи с возникшей разностью давлений на его верхнее и нижнее основание .( жидкость, имеющаяся в трубопроводе 11, отсасывается поршнем 18 в правую полость) отходит от основания выпускной трубы 14, и накопленная жидкость в пневмогидроаккумуляторе 10.П.ОД большим давлением выбрасывается по трубопроводам 14 и 16 через гидроэлеватор 17. Происходит отсос Накопленных насосов из вершины ко.нусной части грунтосборника 35, при этом открывается запорный клапан 42 гидроэлеватора 17. Эжекция наносов происходит постоянной усиленной струей, так как во время выплеска происходит дозаправка пневмогидроаккумулятора по трубопроводу 12. Вода за это время успевает заполить правую полость поршневого асоса 9 по трубопроводам 6, 11 и ерез обратный клапан 8. При достижеии поршнем 18 левого крайнего полоения он начинает свое движение впрао и цикл повторяется. Скорость хода поршня 18 вправо остигается дросселированием на инии маслопровода 25 замедлительым клапаном (не показан) , благоаря которому поступление масла в полость 22 происходит гораздо медлен нее, чем ее обратное вытекание ( при ходе поршня влево). В связи с этим скорость поршня 18 вправо меньше ско рости его влево, т;е. время выплеска (срабатывания пневмогидроаккумулятора), возвращения поршня 18 в ле вое исходное положение существенно меньше времени накопления объема во ды в невмогидроаккумуляторе. При этом скорость гидроцилиндра 19 регулируется дросселированием для определенной мутности воды при конг кретных случаях, а при необходимо ти для автоматического его ввода или отключения может быть оснащен известным датчиком накопления насосов.По предварительным подсчетам год вая экономическая эффективность от применения предлагаемого устройства на одной поливальной машине составляет около 200 р. Формула изобретения 1. Устройство для очистки воды, преимущественно, для дождевальных и поливальных машин, содержащее соединенный со,всасывающей линией центррбежного насоса гидроциклон с входным,сливным и Песковым патруб ками, гиддаоэлеватор и механизм промыва наносов с пневмогидроаккумулятрром, соединенным с гидроэлеватором, отличающееся тем, что, с целью повьипения качества очи ки воды при изменении расхода насоса, оно снабжено обратными клапан ми и запорным органом, а механизм промыва наносов - приводом, выполне ным в виде поршневого насоса, гидравлически соединенного через обратные клапаны с напорной линией центробежного насоса с пневмогидроаккумулятором, запорный орган установлен на впускном трубопроводе пневмогидроаккуму лятора , а выпускной трубопровод пневмогидроаккумулятора соединен с гидроэлеватором. 2.Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью по вы-. шения эффективности эжекции тидроэлеватора, шток поршневого насоса выполнен в виде гидроцилиндра со штуцерами для подключения к машине и с реверсивным переключателем потока жидкости. 3.Устройство по п.1, отличающее с я тем, что, с целью повышения степени очистки воды, гидроцик лон снабжен поплавковой камерой со спиралевидншш нсшравляюцими t решетчатым основанием, обратным клапаном и разделительной перегородкой, сливной патрубок гидроциклона имеет спиралевидные щели, а поплавковая камера установлена концентрично в гидроциклоне, при этом обратный клапан размещен в нижней части поплавковой камеры и соединен с гидроэлеватором, а разделительная перегородка установлена горизонтально на сливном патрубке над спиралевидными щелями. Источники информации, принятые во внимание .при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 422867, кл. F 04 D 29/70, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 539614, кл. В 04 С 11/00, 1974.

Л

26

Гп

-25

го

-26

2S

«. /о.

« V

,с

15

//

Р

S.